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10-01-考点强化:正弦交变电流的产生及变化规律概论
解析显隐 解析显隐 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 第*页 2017版高三一轮物理教学实用课件 结束放映 返回目录 考点强化: 正弦交变电流的产生 及变化规律 1.考点精讲 2.典例剖析 3.规律方法 4.跟踪训练 第十章 交变电流 传感器 5.真题演练 1.考点精讲 1.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向垂直的平面, 是假想的一个参考面. (2)线圈每经过中性面一次,电流方向就改变一次,线圈转动一周,两次经过中性面,所以电流的方向改变两次. B a b 中性面 (3)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大, e=0, ΔΦ/Δt =0,i=0,电流方向将发生改变. (4)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ=0,ΔΦ/Δt最大,e最大,i最大,电流方向不改变. 2.正弦式交变电流的变化规律 物理量 函数 图象 磁通量 电动势 电压 电流 Φ=Φmcos ωt=BScos ωt e=Emsin ωt=nBSωsin ωt u=Umsin ωt=sin ωt i=Imsin ωt=sin ωt 线圈由中性面位置开始计时 的运动过程 B a b 易错辨析 3. 交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)确定正弦式交变电流的峰值,根据已知图象或由公式Em=nBSω求出相应峰值. (2)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式. ①若线圈从中性面位置开始转动,则i-t图象为正弦函数图象,函数表达式为i=Imsinωt. ②若线圈从垂直中性面位置开始转动,则i-t图象为余弦函数图象,函数表达式为i=Imcosωt. 4.电动机、发电机模型概述 “电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的题型,凡在安培力作用下在磁场中运动的通电导体均可看成电动机模型,在外力作用下在磁场中做切割磁感线运动的导体均可看成发电机模型,此模型综合考查了磁场力的作用、电磁感应、恒定电流、交变电流、能量转化与守恒等知识. 电动机 发电机 工作原理 通电线圈在磁场中受到安培力而转动 闭合线圈在磁场中受外力转动,产生感应电动势 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 解题要点 (1)产生的感应电动势方向由右手定则判定 (1)受力由左手定则来判断 (2)能量关系: P总=P输出+P热 (2)感应电动势大小由法拉第电磁感应定律计算 (3)实际功率: P实际≤P额定 (3)注意感应电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值的计算 (4)电压、电流关系:UIR (4)转化中满足能量守恒 (2) 模型特点 2. 典例剖析 【例1】 (多选) (2013·山东卷,17)如图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是( ). A.电流表的示数为10 A B.线圈转动的角速度为50π rad/s C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左 审题设疑 (1)由i-t图象可得出哪些描述线圈转动特征的物理量? (2)电流表的示数与哪个物理量有关系? 转解析 解析 电流表的示数为交变电流的有效值10 A,A项正确; 线圈转动的角速度为ω=100 π rad/s,B项错; 0.01 s时,电路中电流最大,故该时刻通过线圈的磁通量最小,即该时刻线圈平面与磁场平行,C项正确; 根据楞次定律可得,0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右,D项错. 答案 AC 转原题 审题导析 1.理清线圈转动过程中某时刻所处位置与磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流之间的大小关系. 2.了解由交变电流图象可得到的物理量. 【备选】 (2011·天津卷,4)在匀强磁场中,一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则( ). A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为311 V D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz 解析显隐 Em T=1/f 3.规律方法 反思总结 解析显隐 转解析 转原题 4.跟踪训练 解析显隐 转解析 注意此问图形有效值的求法 转原题 转解析 转原题 5.真题演
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